• 締切済み

物理のばねの問題がとけません

解答のない物理の問題がとけません。 わかる方、教えてください。

みんなの回答

noname#231363
noname#231363
回答No.2

ANo.1の補足です。 バネの性質(バネに吊るした物体が『単振動』をすること)を知っていると、h1=2h0、h2= h0であることは、式を組み立てずにわかるので、興味があったら調べてみてください。 ではまず、問11と問12における物体の速度vは、この物体が下降するときも上昇するときも、hが等しければ大きさが等しく向きが逆になるだけなので、あくまでも絶対値で捉えます。 (力学的エネルギー保存の法則を適用する際には2乗するので、同じことになります。) また、問11において、√内の2mgh-kh^2はh(2mg-kh)とhで括れるのですが、問12において、mv^2をhの2次関数として捉えるので、むしろhで括らない方が(結局はカッコを外すことになるので)問12につながりやすくなります。 さらに、問12においては、「よって、h= mg/kのとき、mv^2つまり物体の速度vが最大になるので、h2= mg/kになります」と表現した方が適切でした。 因みに、このとき、mv^2=(mg)^2/kであるから、vの最大値は物体が下降するときも上昇するときもg√(m/k)になります。

noname#231363
noname#231363
回答No.1

問9 kh0=mgであるから、h0=mg/k 問10 物体が最も下降する地点では物体の速度v=0であり、バネが自然の長さにある状態を基準にして、力学的エネルギー保存の法則から、 -mgh1+kh1^2/2=0→h1=2mg/k 問11 問10と同様に、物体の速度をvとすると、力学的エネルギー保存の法則から、 -mgh+mv^2/2+kh^2/2=0→v=√{(2mgh-kh^2)/m} 問12 物体の速度vが最大になるとき、mv^2も最大になるので、問11における2mgh-kh^2が最大になるhを求めればいいことになります。 mv^2 =2mgh-kh^2 =-k(h^2-2mgh/k) =-k{(h-mg/k)^2-(mg/k)^2} =-k(h-mg/k)^2+(mg)^2/k よって、h2= mg/kのとき、mv^2つまり物体の速度vが最大になります。 なお、h2= h0です。(問9を参照)

関連するQ&A

  • 物理の問題

    以下の画像の物理の問題の解答解説をお願いします。

  • 【物理】問題集の使い方について

    高校物理の勉強方法についてです。 当方、国公立大志望です。 教科書を何度か読み概念や定理等をだいたい理解したので、次は問題集をと思い「物理重要問題集(数研出版)」という問題集に取り組んでいるところです。 教科書の例題と比較するとレベルに相当な差があり、初見では自力でほとんど解答できません。 そこで、問題を読み次に解答解説を熟読する、という方法で進めています。 幸い、解説が詳しいので読んで理解し進めることはでき、悪い本ではないなぁと感じてはいます。 とはいえ、自力でほとんど解けないレベルの問題集を進める事に不安もあります。 このまま重要問題集を使い続けてもいいのでしょうか?

  • 物理の自作問題

    物理の問題を自分で作ってみたのですが途中でわからなくなってしまって。どなたか解答作成をお願いすることはできますか?

  • 物理の問題です。

    次の問題の解答をお願いします。 無重力状態とは物理的にどういう状態か。重力の特性を考慮して考察せよ。 例えば、エレベーターに乗っているとき、突然エレベーターをつっているワイヤーが切れた状態を考えてみよ。

  • 物理化学の問題集

    物理化学のお薦めの問題集というとどのようなものがあるでしょうか?大学院試験を目的としていますが、解答が詳しくて、物理化学の重要事項が大まかに網羅されている問題集を探しています。 自分が知っているところでは、物理化学演習(大学院の問題を中心に)(たしかそんな名前)、サイエンス社の物理化学演習、です。 参考書ではなくて問題集をお願いします。 またその勉強方法もアドバイスしていただけたらうれしいです。私は問題から入っていかないと、ただ参考書読んでいても頭に残らないタイプですが・・・。

  • 物理のバネの問題について

    以下の問題について教えて下さい バネ定数 k=100[N/m]のバネが壁に固定されている。片方に質量0.20[kg]の珠を付け、5.0[cm]伸ばして手を離した。 1.この球の速度の最大値はいくつか 2.この振動の周期はいくつか 3.振動の周波数はいくつか 上記3点についての計算過程と単位付きで答えをお願いします。 最近、物理というものを学習しだし、インターネット等で検索を試みましたが実際の数値と答えの単位の載っているものがあまりなく、イメージが掴みにくいです。

  • 数学(物理?)の問題です。

    数学(物理?)の問題です。 ある式を解いていたのですが以下のところまでは解けました (x-1)^2=0.01 で、私はこの後 x-1=0.1としたのですが これでは、問題の解答とは異なってしまいました。 これは、私の間違いですか? そうであれば、正解と解き方をご教授いただきたいです。 よろしくお願いします。

  • 物理のばねに関する質問ですが・・・

    物理のばねに関する問題なのですが、うまく解けなくて困ってます・・・ この問題の解き方、解答を教えていただけないでしょうか?できるだけ詳しいとうれしいです。 ・質量2.5kgのブロックがばね定数10.0N/mのばねに取り付けられ、摩擦のない平面上に置かれている。 つり合いの位置x=0にあったこのブロックを、x=10cmの位置まで引っ張って、時刻t=0において静かに手を放した。 (1)この結果引き起こされるブロックの運動の周期を求めよ。 (2)振動しているブロックの最大の速さを求めよ。 (3)この線形振動子の力学的エネルギーを求めよ。 できたら、ブロックの変位xの時刻tによる変化のグラフも教えてください。 どうか、よろしくお願いします。

  • 物理のばねの問題

    以外の問題の解答をお願いします! 水平面上にバネ定数kのばねを垂直に立てる。 ばねの直上、hの高さに置いた質量mの物体を落下させてばねに衝突させるとき、ばねは最大どれだけ縮むのか? 縮みの最大値をk、h、m、および重力の加速度gで表す数式を ・ニュートンの運動方程式に基づいて ・力学的エネルギー保存の法則に基づいて 上の2つのやり方で導き、結果が一致することを示しなさい。 物体の大きさは無視して質点と考えることとする。 よろしくお願いします。

  • 物理化学の問題が分からなくて困っています。

    物理化学の問題が分からなくて困っています。 この問題の解答分かる方いたら教えてください。 ↓ 問題:化学者は、p軌道(例えば炭素原子の2pz軌道)を表すのに、下に示したような模式図を描くことが多い。このような図には、p軌道のどのような特徴が反映されているか。できるだけ詳しく説明せよ。